PROPIETATS DELS COMPOSTOS COVALENTS (AMB EXEMPLES) - QUIMICA - 2025

Les propietats dels compostos covalents consisteixen en molts factors que depenen en essència de les estructures moleculars. Per començar, l'enllaç covalent ha d'unir els seus àtoms i no pot haver càrregues elèctriques; en cas contrari, s'estaria parlant de compostos iònics o de coordinació.

En la naturalesa existeixen massa excepcions en les quals la línia divisòria entre els tres tipus de compostos es torna difusa; especialment, quan es consideren les macromolècules, capaços d'abrigar regions tant covalents com iòniques. Però, en general, els compostos covalents creen unitats o molècules senzilles i individuals.

Costa d'una platja, un dels infinits exemples de fonts de compostos covalents i iònics. Font: Pexels.

Els gasos que componen l'atmosfera i les brises que colpegen les costes de platja no són més que múltiples molècules que respecten una composició constant. L'oxigen, nitrogen, diòxid de carboni, són molècules discretes amb enllaços covalents i estan íntimament involucrades amb la vida de la planeta.

I per la banda marí, la molècula d'aigua, OHO, és l'exemple per excel·lència d'un compost covalent. A la costa se li pot apreciar sobre de les sorres, les quals són una complexa barreja d'òxids de silici erosionats. L'aigua és líquida a temperatura ambient, i aquesta propietat serà important tenir-la en ment per a altres compostos.

enllaç covalent

Es va esmentar en la introducció que els gasos esmentats posseeixen enllaços covalents. Si es fa una ullada a les seves estructures moleculars, es veurà que els seus enllaços són dobles i triples: O = O, N≡N i O = C = O. En canvi, altres gasos presenten enllaços simples: HH, Cl-Cl, FF i CH ₄ (quatre enllaços CH amb geometria tetraèdrica).

Una característica d'aquests enllaços, i per tant dels compostos covalents, és que són forces direccionals; va d'un àtom a l'altre, i els seus electrons, llevat que hi hagi ressonància, estan localitzats. Mentre que en els compostos iònics, les interaccions entre dos ions són no direccionals: atreuen i repel·leixen als altres ions limítrofs.

L'anterior implica immediates conseqüències sobre les propietats dels compostos covalents. Però, referent als seus enllaços, es pot, sempre que no hi hagi càrregues iòniques, afirmar que un compost amb enllaços simples, dobles o triples és covalent; i més encara, quan aquests es tracten d'estructures de tipus cadena, trobades en hidrocarburs i polímers.

Alguns compostos covalents s'enllacen formant múltiples enllaços, com si fossin cadenes. Font: Pexels.

Si en aquestes cadenes no hi ha càrregues iòniques, com en el polímer de tefló, es diu que es tracten de compostos covalents purs (en un sentit químic i no de composició).

independència molecular

A l'ésser els enllaços covalents forces direccionals, sempre acaben definint una estructura discreta, en lloc d'un arranjament tridimensional (com passa amb les estructures i xarxes cristal·lines). Dels compostos covalents poden esperar-se molècules petites, mitjanes, anulars, cúbiques, o amb qualsevol altre tipus d'estructura.

Entre les molècules petites, per exemple, estan la dels gasos, l'aigua, i altres compostos com ara: I ₂, Br ₂, P ₄, S ₈ (amb estructura tipus corona), As ₂, i els polímers de silici i carboni.

Cadascun d'ells té la seva pròpia estructura, independent dels enllaços de les seves veïnes. Per recalcar això, es considera el al·lòtrop de carboni, fullereno, C ₆₀:

Fullerens, uns dels al·lòtrops més interessants de l'carbó. Font: Pixabay.

Cal notar que té forma de pilota de futbol. Si bé les pilotes poden interactuar entre si, són els seus enllaços covalents els que van definir aquesta simbòlica estructura; és a dir, no hi ha una xarxa fosa de pilotes cristal·lins, sinó separats (o compactats).

No obstant això, les molècules a la vida real no estan soles: interaccionen unes amb les altres per establir un gas, líquid o sòlid visibles.

forces intermoleculars

Les forces intermoleculars que mantenen unides les molècules individuals depenen en immensa mesura de la seva estructura.

Els compostos covalents apolars (com els gasos), interaccionen mitjançant cert tipus de forces (dispersió o London), mentre que els compostos covalents polars (com l'aigua), interaccionen per un altre tipus de forces (dipol-dipol). Totes aquestes interaccions tenen una cosa en comú: són direccionals, a l'igual que els enllaços covalents.

Per exemple, les molècules d'aigua interaccionen mitjançant ponts d'hidrogen, un tipus especial de forces dipol-dipol. Elles es posicionen de tal manera que els àtoms d'hidrogen apuntin cap a l'àtom d'oxigen d'una molècula veïna: H ₂ O - H ₂ O. I per tant, aquestes interaccions presenten una direcció específica en l'espai.

A l'ésser les forces intermoleculars dels compostos covalents purament direccionals, fa que les seves molècules no puguin cohesionar de manera tan eficient com els compostos iònics; i el resultat, punts d'ebullició i fusió que tendeixen a ser baixos (T <300 ° C).

Conseqüentment, els compostos covalents a temperatura ambient solen ser gasosos, líquids o sòlids tous, ja que els seus enllaços poden rotar, atorgant flexibilitat a les molècules.

solubilitat

La solubilitat dels compostos covalents dependrà de l'afinitat solut-solvent. Si són apolars, seran solubles en solvents apolars com ara diclorometà, cloroform, toluè i tetrahidrofurà (THF); si són polars, seran solubles en solvents polars, com els alcohols, aigua, àcid acètic glacial, amoníac, etc.

No obstant això, més enllà de tal afinitat solut-solvent, hi ha una constant en els dos casos: les molècules covalents no trenquen (excepte certes excepcions) els seus enllaços ni disgreguen els seus àtoms. Les sals, per exemple, si es destrueix la seva identitat química a l'dissoldre, solvatándose seus ions per separat.

conductivitat

A l'ésser neutres, no aporten un mitjà adequat perquè hi hagi migració d'electrons, i per tant, són mals conductors de l'electricitat. No obstant això, alguns compostos covalents, com els halogenurs d'hidrogen (HF, HCl, HBr, HI) dissocien el seu enllaç per originar ions (H ⁺: F ^-, Cl ^-, Br ^-…) i es transformen en àcids (hidràcids).

Així mateix, són mals conductors de la calor. Això es deu al fet que les seves forces intermoleculars i les vibracions dels seus enllaços absorbeixen part de la calor subministrat abans que les seves molècules augmentin la seva energia.

vidres

Els compostos covalents, sempre que les seves forces intermoleculars se'ls permeti, es poden ordenar de tal manera que creen un patró estructural; i així, un vidre covalent, sense càrregues iòniques. Així, en lloc d'una xarxa d'ions es té una xarxa de molècules o d'àtoms enllaçats covalentment.

Exemples d'aquests cristalls es té: sucres en general, iode, ADN, òxids de sílice, diamants, àcid salicílic, entre d'altres. Amb excepció de el diamant, aquests cristalls covalents tenen punts de fusió molts menors que els dels cristalls iònics; és a dir, les sals inorgàniques i orgàniques.

Aquests cristalls contradiuen la propietat que els sòlids covalents tendeixen a ser tous.

referències

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
2. Leenhouts, Doug. (13 de març del 2018). Characteristics of Ionic and covalent Compounds. Sciencing. Recuperat de: sciencing.com
3. Toppr. (Sf). Covalent compounds. Recuperat de: toppr.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (05 de desembre del 2018). Covalent or Molecular Compound Properties. Recuperat de: thoughtco.com
5. Wyman Elizabeth. (2019). Covalent compounds. Study. Recuperat de: study.com
6. Ophardt C. (2003). Covalent compounds. Virtual Chembook. Recuperat de: chemistry.elmhurst.edu
7. Dr. Gergens. (Sf). Organic Chemistry: The Chemistry of Carbon Compounds.. Recuperat de: homework.sdmesa.edu
8. Quimitube. (2012). Propietats de les substàncies covalents moleculars. Recuperat de: quimitube.com